天然气锅炉房烟气余热深度回收工程案例
摘 要：传统的锅炉排烟温度较高，造成一些热量的浪费，不利于企业的环保和经济效益。特别是在当前节能环保的社会，加强对燃气锅炉余热回收的研究具有重要的现实意义。因此，有关部门和企业应重点对燃气锅炉烟气回收，积极采取有效措施，不断提高热回收过程中，特别注重先进技术的应用，进一步提高烟气余热回收效率。
关键词：天然气锅炉；烟气余热；深度回收；技术
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.067
在煤、气、燃油锅炉中应用到的烟气余热回收为一个专用装置，一般安置于锅炉烟口或烟道里，烟气余热回收装置周围管箱，中间的隔板把两边的通道分隔开。烟气余热回收装置工作的时候，高温烟气利用烟道对热管有着向上力道的冲刷效果，在该种状况下能够导致热管大量吸热，使得烟气放热温度降低，而热管吸收热量则能够导致右端空气或水受热出现逆向冲刷问题，由于热管放热，使得空气或水大量吸热，从而导致温度大幅增高，该种状况下应该确保余热回收器的出口烟气温度要等于或高于露点。
1 烟气特性探究
天然气的主要成分是烃，燃气锅炉所排的烟中水蒸气占比较大，通过研究发现，燃气锅炉所排的烟在能够利用的热能里，其中水蒸气的汽化潜热占据了很大的比例。一般1立方米的天然气在燃烧之后能够释放出1.55千克的水蒸气，能够产出的汽化潜热大概是3700千焦/千克，在天然气低位发热中占比超过百分之十。在传统的锅炉中，通常排烟温度处于160到250摄氏度之间，烟气里的水蒸气还是温度过高，不会变化成液态释放汽化潜热。所以传统的天然气锅炉在理论上认为热效率大概为百分之九十五，通过冷凝式换热器能够降低烟气温度，使温度低于露点温度，则能够对烟气里的水蒸气凝结潜热进行回收，将低位发热量当作基准进行集散，则天然气锅炉的热效率能够达到甚至高于百分之一百一。
2 烟气余热回收的工作原理及回收原则
2.1 烟气余热回收的工作原理
导热率高热管是一种导热元件，该热管内部进行传热的方式关键为通过工作液体的气液相变，该热管的热阻较小，有较高的导热能力，有很好的经济性，可以较为容易的使冷、热流体进行完全逆流换热，以此来获取较为理想的对数温差，并且沿测阻力较小，大概为20到30帕，该系统较为简单，有很明显的节能效果。现在烟气余热回收装置所能传导热量的温度大概为30到1000摄氏度。该种烟气余热回收装置和传统的装置相比较更加的安全，所适用的范围也愈加的广阔，同时超导热管的形状获得了较大的进步，更为灵活。
2.2 烟气余热回收的工作原则
将增加现有设备的运行效率作为关键，尽可能的降低能量的损失。因为有些热设备能够排出很多高温烟气，在此种状况下应该增强对余热的有效利用，一般情况下会对本设备及本系统实行优先利用，所采取的方法主要包括提早加热物体和投入预热助燃空气等方法。针对那些余热回收不能被本设备及本系统所利用的状况可采用利用回收产出热水或蒸汽的方法，通过这种方法来产生动力。余热所包括的種类有很多，以此进行回收的时候应该注意依照余热的特征以及排出的状况和数量、介质温度等实行合理的可行性研究，以此来依照余热的特征实现最大可能的回收，合理的对余热能够用到的设备种类及规模进行选择，一定要严格的遵照有关标准实行处理，防止由于高压高热等因素所导致的危险问题。
3 燃气锅炉烟气余热回收采取的技术
3.1 相变换热器
在相变换热器中比较有特点的就是“相变”概念，对壁面温度控制机理方面有了更为细致的叙述，在理论方面实现控制低温腐蚀。而变相模块，就是对热管换热器进行的整体化设计，保证温度梯度处于一个较小的范围中，同时将相变的时候对水量参数的调节进行汇集，以此来更为准确的调控壁面温度。该相变换热器在进行工作的时候，通常把循环介质量与介质所处的工况当作调剂量进行使用，以此来更为准确的调控壁面温度。
3.2 热管技术
所谓热管，就是通过汽化潜能进行能量传递的一类比较高效的传热装置。热管的体积较小，但有着很高的传热效率，有很好的节能效果。可由于其应用到的材料很受限，使得热管在价格方面比较高，再加上在工业上投入使用的时间比较短，还有很多问题需要解决，因此还需进行深度的探索与研究。
3.3 冷凝锅炉
在烟气里面的水蒸气具有很多潜热，而使用传统烟气回收的方式仅仅面向的显热，使得很多的潜热得不到利用，大大降低了锅炉的热效率。而冷凝锅炉则通过烟气冷凝余热回收装置，把烟气中的显热以及水蒸气中的潜热应用到余热锅炉系统回水以及给生活用水进行加热和锅炉的补水，这样既增加了锅炉的热效率，还将烟气里的氮氧化物吸收进冷凝液中，大大减小了烟气里酸性气体的比例，降低了对环境的污染。由于燃气锅炉的烟气里拥有很多水蒸气，所以特别适合应用此项技术；而对于烟气里面水蒸气比例一般的燃油锅炉，使用此项技术具有非常大的潜力，还应进行深度的探究；对于燃煤锅炉来说，由于起烟气里水蒸气的占比很低，所以不应使用此项技术。
3.4 计算机控制技术的作用分析
燃气锅炉烟气余热回收过程，影响回收利用的质量和效率的因素很多，如回收设备，回收利用技术和控制技术，控制技术起着非常重要的作用，主要表现在以下几个方面：第一，选择排气温度可直接反映生产过程和容易衡量控制参数。通过自动控制系统的PID控制指令，对外界的各种干扰进行处理，通过对变频器、电控阀等现场执行设备的控制，可以稳定地控制目标值。其次，对于较大的干扰因素，可采用计算机控制系统控制设备的切换，保证整个回收过程的正常稳定运行。最后，应用计算机技术提高企业信息化水平，有效地克服了传统燃气锅炉烟气余热回收效率低的缺点，为降低燃气锅炉的运行成本打下了坚实的基础。总之，计算机技术在热回收锅炉烟气中的应用，提供了可能性，为实现自动控制，许多自动化技术是以计算机技术为基础，因此，企业应根据锅炉烟气余热回收的实际实施，技术、集成控制技术和计算机自动回收行业的不同控制，进一步提高锅炉回收效率。
4 注意事项
（1）通常情况下燃气采暖炉进行排烟的时候露点温度大概为55摄氏度，烟气里水蒸气体积分数则为限制烟气露点温度的关键性因素，并且过量空气系数又是限制水蒸气体积分数的因素，所以若要使烟气里的热量的到最大程度的回收，则应控制好过量空气系数，把烟气温度调整到小于露点温度，如此便能够回收烟气里的显热量，还能够回收烟气里的水蒸气凝成液体所放出的潜热量。（2）通过使用烟气余热回收技术，工作中锅炉的热效率增加了大概百分之十七，降低了使用到的天然气的量，使得进行煤改工程所导致的天然气使用量过大的现象得到了改善。
5 结论
传统的间接接触换热技术已经比较成熟，但在烟气潜热回收的能力是有限的，随着环保要求的不断提高，它是恢复模式命令更有效，和烟气余热回收装置适用于燃气锅炉的合理选择，效率的提高具有重要的意义。直接混合换热技术回收烟气潜热但是效果显著，，当排烟温度低于烟气露点，具有高耐腐蚀性的酸性冷凝水的形成，对设备使用寿命的影响，这是在技术的实际应用的一大难题，但总的来说，直接混合式冷凝器技术值得推广。
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作者简介：蔡景辉（1979-），男，天津人，研究生，主要从事建筑节能、余热余压利用、清洁能源供热研究工作。endprint
